- 寫給孩子的趣味物理學
- (蘇)雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼
- 634字
- 2019-12-27 14:51:24
2.13 為什么針能輕易刺進別的物體
為什么在力氣相同的情況下針能夠穿透厚厚的絨布和紙板,而同樣是頭尖尖的鈍釘子卻做不到?這個問題涉及一個詞——壓強。
壓強指的是物體所受的壓力與受力面積之比。當用針穿透絨布和紙板時,同樣的力量作用在針尖上,在第二種情況下,同樣的力作用在比針尖大的面積上,針尖的壓強就要比釘子的壓強大得多。
所以人們在考慮力的作用時,既要考慮力的大小,又要考慮受力面積。這跟當別人告訴你一個人的工資是1000盧布時,你要關心的不應該是這個數額的大小,而是這個金額究竟是月薪還是年薪一樣。同樣的力作用在1平方厘米的地方跟作用在百分之一平方毫米上效果一定不同。就像是同樣重量的20個齒的耙要比60個齒的耙耙地要深一樣。
人們對壓強的運用體現在生活的各個細節。人們喜歡用快刀、利刀來切東西,也是因為受力面積小、比較省力,就能輕松地切開很難切的東西。對壓強的運用除了受力面積小的應用,還有擴大受力面積的應用。比如滑雪的時候,人們發明滑雪板在松軟的雪地上滑行,就是利用這個原理。當人踩在雪板上時,他的體重會均勻地分布在滑雪板上。如果滑雪板的底面積是人鞋底面積的20倍,那么對于松軟的雪面來說,我們直接踩雪的壓強是踩上滑雪板后的20倍。
人們在陷入沼澤或者經過薄冰時盡量采取爬行姿勢也是為了將自己的體重分布在較大的面積上。坦克和履帶拖拉機也是運用這個原理,大的支撐面能夠使它們在松軟的土地上順利行駛。出于同樣的理由,人們為在沼澤里干活的馬設計了特制的鞋子,增大馬蹄的受力面積,避免馬陷入沼澤之中。